水处理用石灰乳液制备技术及工艺VIP免费

第36卷第5期华电技术Vol．36No．52014年5月HuadianTechnologyMay．2014水处理用石灰乳液制备技术及工艺刘进，贾爽(中国华电工程(集团)有限公司，北京100160)摘要:石灰乳液是水处理系统的重要原料，详细介绍了石灰乳液制备工艺的技术要素及技术标准，回顾了我国曾用过的几种典型制备工艺，分析了现阶段使用的两种比较先进的制备工艺及其特点。关键词:水处理;石灰乳液制备;熟石灰;计量;结垢中图分类号:TQ177．2文献标志码:B文章编号:1674－1951(2014)05－0036－03收稿日期:2013－09－28;修回日期:2014－03－210引言我国的水资源十分有限，现阶段水冷机组采用再生水作为循环水补充水的工程案例越来越多，主流处理工艺为石灰澄清池+变孔隙度滤池过滤技术。石灰制备系统是石灰澄清水处理工业应用的关键，在引进和自行设计中经历了很多的失败，堵、漏、污染等现象屡见不鲜。经过几十年的努力，我国自行生产出全密闭全自动粉石灰单元成套设备，实现了无污染、无值守、无排渣。基本经验是设计技术路线要完全符合石灰的性质特点，要点是工艺简单、设备专用、系统通畅、控制得当。1石灰乳液制备系统概述石灰处理时要把石灰以乳液的形态注入澄清池中，不会把固体石灰直接放入反应器中。电厂购入的石灰都是固体或膏状的，必须将其溶解调配成乳液状才可输送供使用。在整个过程中完成卸料、储存、溶解、计量、输送操作，统称乳液制备。石灰原料状态不同，所需的工艺系统和设备也不同。石灰本身的特性是溶解度低、容易污染环境、含有大量不溶杂质、容易吸潮吸碳而潮解成团或钝化，给乳液制备带来困难。石灰的溶解度只有0．165g/100g水(20℃)，工业应用时需配制过饱和乳液，所以整个制备过程都面临着堵塞、沉积、磨损、泄漏、结垢、污染等问题，这是导致石灰乳液制备系统瘫痪、废弃的主要原因，也是石灰乳液制备系统为现代工业接受必须解决的问题。石灰的质量不仅与成分和形态有关，还与其前期的煅烧和消化有关，水处理用石灰希望用轻烧和高温消化的产品，并且需密封运输和保存，以保护其表面活性。我国水处理用石灰标准采用HG/T4120—2009《工业氢氧化钙》。2乳液制备工艺的技术要素2．1石灰的基本性质石灰石(CaCO3)晶体有3种晶相:方解石、霰石、球霰石，石灰石密度为2．65～2．80g/cm3，20℃时的溶度积为0．93×10－8，CaCO3溶液常温下pH值为9．5～10．2。生石灰(CaO)的组织结构取决于煅烧温度，在较低温度下煅烧的是轻烧石灰，平均密度为3．35g/cm3，轻烧时密度(含自身气孔的密度，不是堆积密度)为1．5～1．8g/cm3，中烧时为1．8～2．2g/cm3，硬烧时大于2．2g/cm3，当密度为1．6g/cm3时比表面积约21000cm2/g(回转窑)，水化热为64．88kJ，再碳酸化生成CaCO3放热177．90kJ。熟石灰(Ca(OH)2)是复三方偏三角面体结晶(波兰特石)，密度为2．2～2．3g/cm3，堆积密度为(因生产工艺不同)0．37～0．52kg/L，不同水灰比和不同消化温度下比表面积为15314～58300cm2/g;10～30℃时溶解度为0．176%～0．153%，10℃下(折合成CaO)溶液质量浓度为0．102～1．164g/L时离解度为77．4%～96．0%，20℃下(折合成CaO)溶液质量浓度为0．615～1．230g/L时pH值为11．42～12．60。流动性方面，生石灰自然休止角的范围为50°～55°，熟石灰为40°～50°。2．2石灰制备与石灰原料无论使用何种乳液制备工艺，石灰原料的质量都是乳液质量的基础。我国有较多高品质的石灰石矿，到处可见石灰石溶洞，其有效成分的质量分数均可达到92%～96%甚至更高，但由于没有形成工业生产体系，很难获得高质量的商品石灰。工业发达国家对工业原料石灰的质量要求很高，1940—1972年，钢铁工业用石灰中CaO的质量分数由78%～85%逐步提高到94%～97%，化学工业普遍要求大第5期刘进，等:水处理用石灰乳液制备技术及工艺·37·于90%，有的甚至达到94%～96%(如生产CaC2和漂白粉等)，建材工业要求达92%～95%，建筑业亦要求高于80%。相比之下，水处理用石灰的质量标准是较低的，所以在市场获得并不困难。煅烧是取得高质量石灰的关键，机械化窑生产的石灰基本都可以达标，其中以转窑最优。水处理希望用轻烧灰，因为轻烧灰可以获得更大的比表面积和孔隙度，提...